高中物理 第三章 第六节 自感现象 涡流同步检测 新人教版选修1-1

第六节自感现象
建议用时实际用时满分实际得分90分钟100分
一、选择题（本题包括11
小题，每小题给出的四个
选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个
选
项正确，全部选对的得6分，选对但不全的得
3
分，有选错或不选的得0分，共66分）
1.如图3-6-1所示，L为自感系数较大的线圈，
电路稳定后小灯泡正常发光，当断开开关S的
瞬间会有（）
图3-6-1
A.灯泡A立即熄灭
B.灯泡A慢慢熄灭
C.灯泡A突然闪亮一下再慢慢熄灭
D.灯泡A突然闪亮一下再突然熄灭
2.关于线圈自感系数的说法，正确的是（）
A.自感电动势越大，自感系数也越大
B.把线圈中的铁芯抽出一些，自感系数变小
C.把线圈匝数增加一些，自感系数变大
D.电感是自感系数的简称
3.关于线圈中自感电动势的大小的说法中正
确的是（）
A.电感一定时，电流变化越大，电动势越大
B.电感一定时，电流变化越快，电动势越大
C.通过线圈的电流为零的瞬间，电动势为零
D.通过线圈的电流为最大值的瞬间，电动势最
大
4．如图3-6-2所示的电路中，线圈电阻可以
忽略不计．L1和L2是两个完全相同的小灯泡，
随着开关S的闭合和断开的过程中（灯丝不会
断），L1和L2的亮度变化情况是（）
A．S闭合，L1很亮且亮度不变，L2亮度逐渐增加，最后两灯一样亮；S断开，L2立即熄灭，
L1逐渐亮
B.S闭合，L1不亮，L2很亮；S断开，L1和L2都
立即不亮
C.S闭合，L 1、L2同时亮，而后L1灭，L2亮度不变；S断开，L2立即熄灭，L1亮一下才灭
D.S闭合，L1、L2同时亮，后L1逐渐熄灭，L2则逐渐变得更亮；S断开，L2立即熄灭，L1亮一下才灭
图3-6-2
5.如图3-6-3所示，L为一纯电感线圈（即电阻为零），A是一灯泡，下列说法正确的是（）
图3-6-3
A.开关S接通瞬间，无电流通过灯泡
B.开关S接通后，电路稳定时，无电流通过灯泡
C.开关S断开瞬间，无电流通过灯泡
D.开关S接通瞬间及接通稳定后，灯泡中均有从a至b的电流，而在开关S断开瞬间，灯泡中有从b到a的电流
6.在图3-6-4所示电路中，L为电阻很小的线圈，和为零点在表盘中央的相同的电流表．当开关S闭合时，电流表指针偏向右方，那么当开关S断开时，将出现的现象是（）
图3-6-4
A.和指针都立即回到零点
B.指针立即回到零点，而指针缓慢地回到
零点
C.指针缓慢回到零点，而指针先立即偏向
左方，然后缓慢地回到零点
D.指针先立即偏向左方，然后缓慢地回到零
点，而指针缓慢地回到零点
7.如图3-6-5所示，电路中L为一电感线圈，ab 支路和cd支路电阻相等，则（）
图3-6-5
A.合上开关S时，电流表的示数小于电流表
的示数
B.合上开关S时，电流表的示数等于电流表
的示数
C.断开开关S时，电流表的示数大于电流表
的示数
D.断开开关S时，电流表的示数等于电流表
的示数
8.如图3-6-6所示，多匝线圈和电池的内阻均为零，两个电阻的阻值均为R，开关S开启，电路中的电流为I0，现将S闭合，于是线圈中产生自感电动势，此自感电动势（ )
图3-6-6
A.有阻碍电流的作用，最后电流由I0减小为零
B.有阻碍电流的作用，最后总电流小于I0
C.有阻碍电流增大的作用，因而电流保持I0不变
D.有阻碍电流增大的作用，但电流还是要增大到2I0
9.如图3-6-7所示，闭合电路中一定长度的螺线管可自由伸缩，通电时灯泡有一定的亮度，若将一软铁棒从螺线管一端迅速插入螺线管内，则在插入过程中（）
A.灯泡变亮，螺线管缩短
B.灯泡变暗，螺线管缩短
C.灯泡变亮，螺线管伸长
D.灯泡变暗，螺线管伸长
图3-6-7
10.如图3-6-8（a）、（b）中，电阻R和自感线圈L的电阻值相等，接通S，使电路达到稳定状态，灯泡D发光，则（）
图3-6-8
①在电路（a）中，断开S，D将渐渐变暗
②在电路（a）中，断开S，D将先变得更亮，然后渐渐变暗
③在电路（b）中，断开S，D将渐渐变暗
④在电路（b）中，断开S，D将先变得更亮，
然后渐渐变暗
A．①③
B．②③
C．②④
D．①④
11.在如图3-6-9所示的电路中，a、b为两个
完全相同的灯泡，L为自感线圈，E为电源，S
为开关.关于两灯泡点亮和熄灭的先后次序，
下列说法正确的是（）
图3-6-9
A.合上开关，a先亮，b后亮；断开开关，a、b
同时熄灭
B.合上开关，b先亮，a后亮；断开开关，a先
熄灭，b后熄灭
C.合上开关，b先亮，a后亮；断开开关，a、b
同时熄灭
D.合上开关，a、b同时亮；断开开关，b先熄
灭，a后熄灭
二、填空题（本题共14分.请将正确的答案填到横线上）
12.金属块放在的磁场中，或者让它
在磁场中时，金属块内将产
生，即涡流.
三、计算题（本题共20分.解答时应写出必要的文
字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最
后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中
必须明确写出数值和单位）
13.（20分）图3-6-10是高频焊接原理示意图，线圈中通以高频交流电时，待焊接的金属工件中就产生感应电流，由于焊缝处的接触电阻很大，放出的焦耳热很多，致使温度升得很高，将金属熔化，焊接在一起．我国生产的自行车车架就是用这种办法焊接的．
图3-6-10
试定性地说明：为什么交变电流的频率越高，焊缝处放出的热量越多．
第六节自感现象
得分：
一、选择题
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案
二、填空题
12．
三、计算题
13．
第六节自感现象参考答案
一、选择题
1.A 解析：当开关S断开时，由于通过自感线圈的电流从有变到零，线圈将产生自感电动势，但
由于线圈L与灯A串联，在开关S断开后，不能形成闭合回路，因此灯A在开关断开后，电源供给的电流为零，灯立即熄灭．因此本题的正确答案应为A．
点评：这个题学生在选择的过程中，容易错选C，究其原因是没有把在自感现象的演示实验中看到S断开时出现灯不立即熄灭，而是闪亮一下再慢慢熄灭的电路连接情况搞清楚．
2.BCD
3.B
4.D 解析：当S接通时，L对电流有阻碍作用，电源输出的电流通过L1和L2串联后与电源相连，
故L1和L2同时亮．随着通过L的电流增大，L的直流电阻不计，L的分流作用增大，L1的电流逐渐减小为零．由于总电阻变小，总电流变大，通过L2的电流增大，灯L2变得更亮．当S断开，L2中无电流，立即熄灭．而电感L将要维持它的电流不变，因L与L1组成回路，L1将亮一下后再灭．
5.B 解析：开关S接通瞬间，电源与灯泡A构成回路，此时有电流通过灯泡，方向从a→b；而电
路稳定后，L中不产生自感电动势，因为L是纯电感线圈，不计电阻，L相当于一根短路导线，所以没有电流流过灯泡；当开关S断开瞬间，L中产生自感电动势，其方向与原电流方向一致，相当于电源，L与A构成回路，使得有电流通过灯泡，方向b→a.所以选B.
6.D 解析：电流表指针的偏转方向与电流的流向有关．根据题意，电流自右向左时，指针向右偏．那
么，电流自左向右时，指针应向左偏．当开关S断开瞬间，中电流立即消失，而L由于自感作用，电流不能立即消失，电流沿L、、的方向在由它们组成的闭合回路中继续维持一个较短时间，即中的电流按原方向自右向左逐渐减为零，而中的电流和原方向相反，变为自左向右，和中的电流同时减为零；也就是指针先立即偏向左方，然后缓慢地回到零点，而指针缓慢地回到零点，故D项正确．
点评：自感电流的方向用楞次定律判断，当导体中电流增加时，自感电流的方向与原来的方向相反，当电流减小时，自感电流的方向与原来的方向相同．
7.AD 解析：电路接通时，ab支路有电感线圈L，由于电流要增加，L产生的自感电动势阻碍其电
流的增大，因而ab支路中电流缓慢增大.所以电流表的示数小于电流表的示数，选项A正确.
断电瞬间，电感线圈L中电流减弱，产生自感电动势阻碍电流的减弱.L在这里相当于一个电源，通过abdc形成一个回路，维持一段时间的电流，此时电流表、示数相同，故选项D正确.
8.D 解析：自感线圈对变化的电流起阻碍作用，它的作用不同于电阻，电阻对电流（不管是否变
化）起阻碍作用.自感线圈的作用对变化的电流起阻碍作用，使电流的变化缓慢，但不能阻止原电流的变化，所以闭合S后，自感线圈中出现的自感电动势阻碍了电流从I0开始增加，但不能阻止，最终电流增加为E/R=2I0.
点评：自感电动势的作用是阻碍原电流的变化，具体表现为：电流增加时，阻碍增加；电流减少时，阻碍减少，在效果上延缓了变化，但不会阻止变化.
9.D 解析：加上软铁棒，使螺线管磁场变强，则螺线管产生的自感电动势来阻碍磁场的增强，
使原电流减小，故灯泡变暗，螺线管变长．
10.D 解析：在电路（a）中自感线圈L与灯泡D串联，D与L的电流相等，断开S时产生自感电动
势将使D与L中的电流值从稳定状态逐渐减小，D将渐渐变暗，而不是立即熄灭．在电路（b）中，L与D
并联，稳定时L中电流比D中电流大，断开S的瞬间，L中电流从稳定值逐渐减小，故S断开瞬间，通过灯泡D的电流变大，D将先变得更亮，然后渐渐变暗．故选项D正确．
点评：通过本题你应该分清断开S时，什么时候“逐渐变暗”，什么时候“先变得更亮，然后逐渐变暗”．
11.C 解析：合上开关后，由于a灯和线圈相连后接在电路中，当电路中电流变化时，线圈对电
流有阻碍作用，所以闭合开关后，b先亮，a后亮；断开开关后a、b都要过一会再灭.
二、填空题
12.变化运动感应电流
三、计算题
13.解析：交变电流的频率越高，它产生的磁场的变化就越快．根据法拉第电磁感应定律，在待
焊接工件中产生的感应电动势就越大，感应电流就越大，而放出的热量与电流的平方成正比，所以交变电流的频率越高，焊缝处放出的热量越多．
点评：环形焊接金属工件，磁通量发生了变化，从而产生了感应电流，再由法拉第电磁感应定律判断感应电流的大小．。